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清洁能源太阳能光电利用是近些几十年来发展最快最具活力的研究领域之一,基于IVA族金属卤化物的钙钛矿型光伏材料及相关制造工艺的研究则是时下的研究热点。为取代传统硅基太阳能电池,围绕提高器件光电性能,降低成本,寻求太阳能利用新材料的研究开发发展迅猛。 本论文使用碳薄膜作为电池器件的对电极,首先优选了以碳膜为钙钛矿薄膜太阳电池对电极的制作配方,并选取来了较优的 TiO2致密层制备条件。以碘化甲胺为有机组分,碘化铅、溴化铅为无机组分,采用溶液化学法合成制备有机无机杂化钙钛矿型CH3NH3PbIXBr3-X(0≤X≤3)薄膜。并将其装配为以碳为对电极,硫氰酸亚铜为空穴传输层的平面异质结太阳电池。通过 X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对薄膜晶体结构、表面形貌进行了表征,采用紫外-可见分光光度计及荧光分光光度计测试了系列Br掺杂薄膜的光学性质。结果表明,随着溴的掺入,原本的钙钛矿晶型发生转变,四方相的CH3NH3PbI3在溴碘摩尔比为1:4的时已经转变为立方相,吸光峰位置发生明显的蓝移,荧光发射峰的位置也相应的发生蓝移。 平面异质结结构的电池器件,省却了一般电池中非必要的多孔结构,简化了电池结构缩短工艺流程。本论文实验制作的CH3NH3PbIXBr3-X(0≤X≤3)平面异质结太阳电池器件随溴的掺入量的变化,电池效率呈现出先上升后下降的趋势,在溴碘摩尔为1:4时,获得了电池组的最高效率1.278%,其光电流密度为5.83mA·cm2,开路电压为0.728V。 最后,本论文利用电沉积这种常见工艺在致密TiO2/FTO层上电沉积一层硫化铅薄膜,使之与碘单质共热,碘化硫化铅膜层转化为碘化铅,最后与碘化甲胺反应成膜。在其他工艺条件相同的情况下,获得与溶液化学两步法制备的电池相当的效率值,光电转化效率为0.97%,填充因子值获得了小幅提升。该方法适用于大面积电池的制备,且制备工艺简单易控。对钙钛矿薄膜电池的大规模生产有积极的现实意义。